建筑工程項目中鋼結構設計的穩定性分析

芮娟

摘 要：隨著我國建筑工程行業的不斷發展，鋼結構設計的穩定性得到了社會各界廣泛關注。因此進行建筑工程施工時，需要根據實際情況來制定合理有效的設計方案，不斷提升鋼結構的穩定性，最終保證建筑的安全性能。本文對鋼結構進行了簡要的概述，并對鋼結構設計中的穩定性進行了分析。

關鍵詞：建筑工程;鋼結構設計;穩定性

相比于傳統的鋼筋混凝土材料，鋼材基本上屬于各向同性的材料，抗壓、抗拉和抗剪強度均很高，并且具有良好的延性。門式剛架的單跨跨度可達到48米。建筑工程項目采用鋼結構設計，在相同的空間內，減少了混凝土和木材等材料的使用，使得空間可利用率更高，加上現代化的設計， 使得鋼結構建筑工程更加的時尚美觀。鋼結構的施工特點是鋼構件在工廠制作，然后現場安裝，在具體施工的過程中，減少了搭設腳手架和支設模板等傳統物力和人力的投入，提高了施工速度，縮短了施工工期。

1 建筑工程鋼結構設計的特點

1.1 便捷性

鋼結構由于材料的統一性，所以在設計和施工的過程中具有更強的便捷性。這種便捷性使得建筑工程的設計更加的簡單實用，質量把控方便， 能夠根據不同的工業需求對建筑的設計提供合理性方案，簡化結構設計和施工難度，且能適應不同的環境，相較于傳統的混凝土設計，鋼結構材料可減輕結構自重，降低基礎工程造價，縮短施工周期，使得工程早日投入使用。

1.2 環保性

現代化的建筑工程對環境保護也有一定的要求，而鋼結構由于其具有回收再利用的性能，減少資源浪費。另外，鋼結構建筑工程在施工過程中，不會產生粉塵、煙塵、噪聲等環境污染，施工比較簡單，進一步體現了鋼結構的環保性能。

1.3 經濟性

鋼結構設計相對于傳統建筑來說，材料的使用相對單一，減少了其他材料的使用，且鋼結構比較穩固，強度高，空間載荷支持大，所以相對于傳統建筑，減少了材料的使用，所以經濟性比較突出，而且鋼結構的防滲耐腐蝕性，也減少了輔助材料的使用，所以現代化的建筑更加推廣鋼結構設計。

2 鋼結構穩定性設計原則分析

2.1 鋼結構的穩定性設計

由于鋼結構的整體剛度與鋼結構的最大承載力和剛度密切相關，真正的設計過程要求鋼結構的集成考慮內部壓力的變化和大小，從而減少不穩定的鋼結構和失穩的問題。為了提高鋼結構設計的穩定性，還必須使用完整的結構展開設計。特別是對于單層或多層框架的設計，只需計算框架柱平面的長度系數，就可以知道鋼結構的設計是否具有良好的穩定性。

2.2 結合鋼結構剪力

現階段，建筑工程的形態學越來越復雜，建筑結構中不對稱設計的案例比比皆是，逐漸形成了一種潮流。與傳統的建筑形式相比，這種新的建筑形式需要在設計穩定性方面付出更大的努力。在鋼結構的具體設計過程中，為了簡化工作，設計師經常將垂直構件直接標記為柱子，傾斜柱直接標記為斜桿。這種設計方式雖然對建筑的穩定性沒有影響，但在進行剪力調整時受到的干擾更大。傾斜的柱子承受著垂直和水平方向的荷載。如果設計人員沒有充分考慮垂直荷載，則會產生較大的剪切誤差，影響建筑鋼結構的整體穩定性。更復雜的是剪切力的具體設計過程，該項目必須考慮實際施工條件，進行綜合分析和調整項目的功能組件的建設條件，以滿足承載力要求。

2.3 防腐設計

在大氣中，受陽光、風沙、雪和溫度變化影響，鋼結構可能會受到不同程度的腐蝕，影響其使用的強度和持續時間。為了改進鋼結構的防腐設計，最常用的腐蝕性涂料可以提供長期防腐保護，也可以提供耐腐蝕性涂料。設計工作的進行應當從經濟方面綜合考慮，使維修和保養條件為人所知，并選擇易于使用和經濟的耐腐蝕涂層方法。設計師必須全面分析工作區域的氣候條件、環境條件等因素，并制定有針對性的防腐蝕保護方案， 以提高鋼結構的防腐性能。在建筑行業，鋼結構是一種通用結構體系的一部分，其最大優勢是重量相對較輕，工業化程度相對較高，因此在建筑業中廣泛使用。再一方面，鋼結構的穩定是非常重要的一環，其可以最大限度地保證人的生命和財產安全，我們需要不斷分析其穩定性，在遵循國家有關標準和規范的同時，必須靠近建筑設計。與此同時，現場實際情況是設計的基礎，可以確保鋼結構的穩定。

2.4 細部設計

鋼結構的整體穩定性顯然有利于正常施工和長期使用。為了實現這一目標，必須加強節點的細節設計。詳細的設計有效地彌補了整個項目的缺陷，減少了整個鋼結構的缺陷，避免了項目安全和質量的潛在風險。首先，設計師必須考慮整個建筑的初始需求，制定相應的設計方案。鋼筋混凝土結構是目前建筑工程中應用最廣泛的一種結構形式，大大提高了結構的強度和穩定性。此外，薄壁型材、圓形型材和小角度型材主要用于薄壁輕鋼結構。這些結構需要更大的剛性，在建筑的設計和施工中，應確保細節節點的連接符合要求，保證連接的穩定性，保證施工和應用的安全性。

2.5 對鋼結構穩定性進行估算

要對鋼結構建筑物的整體穩定性進行分析。鋼結構建筑物由多種構件焊接和栓接而成，所以，對建筑物整體結構進行穩定性分析，以便利于建筑物結構的布置和鋼材的選型。然后，對鋼結構建筑框架整體剛度進行計算，目前，對建筑物的剛度計算主要采取軸心壓桿穩定計算法，力保建筑物整體剛度的科學性，才能保證鋼結構的穩定性。

2.6 對鋼結構構件和節點進行科學設計

鋼結構的構件、節點的穩定性影響著鋼結構的整體穩定性，所以，首先要對局部構件截面進行科學的計算，尤其是支撐柱和鋼梁，充分考慮鋼材的彈性和柔性，例如，對梁腹板抗剪凈截面強度進行反復驗證、對大跨度鋼梁的變形度和承載力度進行反復計算;其次，對栓接構件的螺栓進行科學設計，不僅要選用高強度螺栓，還要科學選用扭剪類型、摩擦類型的螺栓;最后，對焊縫所需要承受的力度和所具有的強度進行科學計算，合理地設計焊縫的長度、寬度等。

2.7 合理選擇鋼材

鋼材具有可塑性強、強度高、韌性好等優良的性能，同時施工相對簡單、工期短、安全系數高。但是，由于鋼材制作廠家整體水平參差不齊， 其質量差異性較大，在建筑工程鋼結構設計時，要結合建筑強度標準選擇恰當的鋼材。

3 結束語

綜上所述，在我國建筑工程行業飛速發展的背景下，鋼結構工程在建筑工程中的應用越來越頻繁。在實際應用中，鋼結構工程質量輕、強度高、施工便捷、經濟性等優點被充分發揮出來。為了進一步提高建筑工程建設施工水平，有必要對鋼結構工藝進行更深入的研究，從鋼材質量控制、工程設計、施工管理等角度，做好每個環節的質量控制。只有這樣， 才能進一步發揮鋼結構工程的應用價值，提高建筑工程建設水平。

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